حل معمای ۴۰ ساله سگ‌های چرنوبیل؛ تشعشعات هسته‌ای مقصر تغییرات ژنتیکی نیست

سگ‌هایی که در نزدیکی نیروگاه هسته‌ای چرنوبیل زندگی می‌کنند، از نظر ژنتیکی تفاوت چشمگیری با سگ‌های ساکن شهر متروکه‌ی مجاور دارند. پژوهش‌های پیشین نشان داده بود که این تفاوت‌ها برخلاف تصور ناشی از جهش‌های جدید بر اثر تشعشعات رادیواکتیو نیستند، اما علت اصلی آن‌ها مشخص نبود. اکنون مطالعه‌ای تازه نشان می‌دهد که انتخاب طبیعی احتمالاً عامل اصلی تفاوت ژنتیکی سگ‌های چرنوبیل است. به‌گزارش زومیت به نقل از آی‌اف‌ال‌ساینس، پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی معتقدند سگ‌های اطراف نیروگاه احتمالاً در طول نسل‌های گذشته با شرایط غیرمعمول محیط زندگی خود سازگار شده‌اند؛ هرچند هنوز مشخص نیست که این سازگاری مستقیماً با تشعشعات هسته‌ای ارتباط دارد یا عوامل محیطی دیگر در آن نقش داشته‌اند. دانشمندان برای توضیح تفاوت ژنتیکی دو جمعیت، دو احتمال را بررسی کردند: رانش ژنتیکی و انتخاب طبیعی. رانش ژنتیکی زمانی رخ می‌دهد که فراوانی ژن‌ها بر اثر اتفاقات تصادفی تغییر کند. این پدیده به‌ویژه پس از کاهش شدید جمعیت، معروف به گلوگاه ژنتیکی، اهمیت پیدا می‌کند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که جمعیت سگ‌های اطراف نیروگاه حدود ۳۵ تا ۴۰ نسل پیش کاهش یافته است؛ اتفاقی که با فاجعه‌ی هسته‌ای سال ۱۹۸۶ و کشتار حیوانات در جریان عملیات پاکسازی پس از حادثه مطابقت دارد. بااین‌حال، مشخص نبود که تفاوت ژنتیکی سگ‌های امروزی صرفاً پیامد کاهش جمعیت بوده یا انتخاب طبیعی نیز در آن نقش داشته است. پژوهشگران برای یافتن پاسخ، داده‌های ژنومی بیش از ۱۰۰ سگ منطقه‌ی ممنوعه را جمع‌آوری و ژنوم ۶۳ سگ را با جزئیات بررسی کردند. از این تعداد، ۳۳ سگ در نزدیکی نیروگاه و ۳۰ سگ در شهر چرنوبیل زندگی می‌کردند. ژنوم سگ‌های جزایر گالاپاگوس نیز به‌عنوان نمونه‌ای از جمعیتی منزوی برای مقایسه استفاده شد. پژوهشگران با بررسی ژنوم سگ‌های چرنوبیل دریافتند که انتخاب طبیعی احتمالاً عامل اصلی تفاوت‌های ژنتیکی آن‌ها در طول حدود ۳۵ نسل گذشته بوده است نتایج نشان داد که شواهد انتخاب طبیعی جهت‌دار قوی‌تر از رانش ژنتیکی هستند. پژوهشگران تفاوت معناداری در اندازه‌ی مؤثر جمعیت دو گروه چرنوبیل پیدا نکردند؛ بنابراین به نظر نمی‌رسد سگ‌های اطراف نیروگاه گلوگاه ژنتیکی شدیدتری را تجربه کرده باشند. همچنین، سگ‌های شهر چرنوبیل از نظر ژنتیکی شباهت بیشتری به سگ‌های گالاپاگوس داشتند تا سگ‌های اطراف نیروگاه. بنابراین، انزوای جمعیت به‌تنهایی نمی‌تواند تفاوت‌های مشاهده‌شده را توضیح دهد. دانشمندان در بیش از ۱۰۰ ناحیه از ژنوم سگ‌های نزدیک نیروگاه، نشانه‌هایی از انتخاب طبیعی شناسایی کردند. این نواحی با فرایندهایی مانند ترمیم و همانندسازی DNA، چرخه‌ی سلولی، عملکرد سیستم ایمنی و بروز سرطان ارتباط دارند. چنین الگوهایی می‌توانند با سازگاری احتمالی در برابر تشعشعات سازگار باشند، اما پژوهشگران تأکید می‌کنند که هنوز هیچ مدرک قطعی برای ارتباط مستقیم این تغییرات با پرتوهای رادیواکتیو وجود ندارد. عوامل محیطی دیگر نیز ممکن است در شکل‌گیری ویژگی‌های ژنتیکی سگ‌ها نقش داشته باشند. متیو برین، پژوهشگر دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، احتمال دیگری را مطرح می‌کند: شاید سگ‌هایی که از مواجهه‌ی اولیه با شرایط خطرناک جان سالم به در بردند، از همان ابتدا ویژگی‌های ژنتیکی مناسب‌تری برای بقا داشتند و این ویژگی‌ها در نسل‌های بعد فراگیرتر شده‌اند. پژوهش در ژورنال Genes منتشر شده‌ است.